Dans l’immensité de l’Univers, les étoiles sont loin d’évoluer toujours en solitaire, comme notre Soleil, qui est en réalité une exception statistique. Une proportion très importante d’entre elles (si ce n’est la majorité) appartiennent à des systèmes multiples, le plus souvent binaires, parfois triples, dont les architectures sont aujourd’hui bien documentées par l’astrophysique observationnelle. Certaines étoiles parmi les plus familières illustrent d’ailleurs cette diversité, à commencer par Sirius, célèbre système binaire, ou Alpha Centauri, notre voisin stellaire le plus proche, qui forme quant à lui un système triple.
Mais certaines configurations restent exceptionnellement rares, en particulier lorsque plusieurs étoiles se retrouvent confinées dans des volumes orbitaux extrêmement réduits. C’est précisément ce type de structure que vient de décrire une équipe internationale d’astronomes dans une étude publiée le 3 mars 2026 dans la revue Nature Communications : un système stellaire quadruple d’une compacité remarquable.
Baptisé TIC 120362137, cet objet a été identifié grâce aux observations du satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA. Les analyses photométriques et spectroscopiques montrent que trois des étoiles du système forment un sous-ensemble extrêmement resserré : elles évoluent dans une région de l’espace dont la taille est inférieure à celle de l’orbite de Mercure autour du Soleil. Autour de ce trio gravite une quatrième étoile, plus éloignée, sur une orbite sensiblement plus large. Les astrophysiciens désignent ce type d’architecture hiérarchique sous le terme de système « 3+1 », une catégorie encore très peu représentée dans les catalogues stellaires.
Un ballet gravitationnel incroyablement serré
Normalement, TESS a pour mission de repérer les exoplanètes grâce aux variations de luminosité des étoiles qu’elles orbitent, et c’est grâce à la sensibilité de ses instruments que TIC 120362137 a été repéré. En examinant les données accumulées par le satellite, les chercheurs sont en effet tombés sur un système stellaire dont plusieurs composantes s’éclipsent mutuellement, un phénomène beaucoup plus rare.
Au centre de l’ensemble se trouve ce que les astrophysiciens appellent une binaire éclipsante : deux étoiles dont l’orbite est alignée de telle sorte qu’elles passent régulièrement l’une devant l’autre lorsqu’elles sont vues depuis la Terre. Dans le cas de TIC 120362137, ces deux astres bouclent leur révolution en 3,28 jours seulement. L’analyse des variations de luminosité enregistrées par TESS a toutefois rapidement montré que ce duo n’évoluait pas seul : une troisième étoile gravite autour de lui sur une orbite d’environ 51 jours.
C’est en analysant les mouvements orbitaux à l’intérieur de TIC 120362137, notamment grâce à la mesure des vitesses radiales (la vitesse des étoiles qui se déplacent vers nous ou à l’opposé) que l’équipe a mis en évidence la quatrième étoile. Située à une distance bien plus élevée que les trois premières, cette dernière étoile effectue une révolution complète autour de l’ensemble en un peu moins de trois ans.
TIC 120362137 est donc un système à quadruple étoiles : trois d’entre elles, plus massives et plus chaudes que le Soleil, occupent une région de l’espace extrêmement compacte, tandis qu’une quatrième étoile, aux caractéristiques proches de la nôtre, orbite autour de ce trio sans jamais croiser leurs trajectoires. De fait, il est donc le système quadruple de type « 3+1 » le plus compact jamais identifié qui, à l’échelle astronomique, tiendrait presque entièrement à l’intérieur de notre Système solaire.
TIC 120362137 : un cas d’école pour l’astrophysique
Outre sa compacité rarissime, l’organisation quasiment coplanaire de l’orbite des quatre étoiles (elles tournent toutes plus ou moins « à plat ») indique probablement qu’elles sont issues d’un même disque primordial de gaz et de poussière. Lors de l’effondrement gravitationnel du nuage, ce disque se serait fragmenté, donnant naissance à plusieurs embryons stellaires qui sont restés liés sous cette configuration.
Dans un ensemble orbital aussi resserré que celui de TIC 120362137, la gravité agit intensément sur les trajectoires des étoiles et leurs mouvements se modifient légèrement au fil du temps : les périodes orbitales dérivent et les éclipses se décalent. Ces effets dynamiques permettent d’estimer avec une très grande précision les propriétés physiques des différents astres qui le composent.
Comme les interactions gravitationnelles sont rapides et fortement contraignantes, ces systèmes « permettent souvent de déterminer la plupart des paramètres stellaires et orbitaux », précise l’équipe à l’origine de l’étude. Formes et périodes orbitales, luminosité, température de surface des étoiles, composition chimique : dans un système quadruple, tous ces paramètres sont étroitement imbriqués.
Selon les calculs de l’équipe, TIC 120362137, tel qu’on l’observe actuellement, n’est certainement qu’à un stade figé de son évolution. Sur des échelles de temps de plusieurs millions d’années, l’évolution interne de ses étoiles et les échanges d’énergie orbitale provoqueraient un rapprochement des deux astres les plus internes du système. Elles pourraient alors fusionner, laissant derrière elles des naines blanches, le destin final de la grande majorité des étoiles de la Voie lactée. Enfin, l’ultime raison qui explique son immense valeur scientifique : savoir si nos modèles de formation stellaire, généralement élaborés à partir des systèmes triples ou binaires, restent pertinents lorsqu’on observe des systèmes tels que TIC 120362137.
🟣 Pour ne manquer aucune news sur le Journal du Geek, suivez-nous sur Google et sur notre canal WhatsApp. Et si vous nous adorez, on a une newsletter tous les matins.
